JP7065250B2 - 表面処理銅箔及び銅箔基板 - Google Patents

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Description

本発明は銅箔の技術分野に関し、特に表面処理銅箔及びその銅箔基板に関する。
電子製品が次第に軽量薄型化及び高周波信号伝達へ発展する傾向に従って、銅箔と銅箔基板に対する要求も日に日に高まっている。一般的に言うと、銅箔基板の銅導電回路が絶縁搭載板に搭載され、かつ導電回路のレイアウト設計により、電気信号を予定の経路に沿って予定領域まで伝達することができる。また、高周波電気信号（例えば、１０ＧＨｚより高い）を伝達する銅箔基板において、表皮効果（ｓｋｉｎ ｅｆｆｅｃｔ）によって発生する信号伝達ロス（ｓｉｇｎａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｏｓｓ）を低減させるために、その銅箔基板の導電回路をより一層最適化する必要がある。所謂表皮効果とは、電気信号の周波数が増加するに従って、電流の伝達経路がより一層導線の表面、例えば搭載板に隣接する導線表面に集中する現象を言う。表皮効果によって発生する信号伝達ロスを低減させるために、今は銅箔基板中の搭載板に隣接する導線表面をできるだけ平坦化させる方法で対応している。
しかし、上記の方法は確かに銅箔基板によって発生する信号伝達ロスを有効に低減させることができるが、依然として克服すべき欠陥がある。例を挙げて言うと、導線表面が比較的に平坦であるため、通常導線と搭載板の間の付着性低い。このような場合、粗さが比較的に低い銅箔を用いて導線を製作しても、銅箔基板中の導線が依然として搭載板の表面から非常に簡単に剥がれ、電気信号を予定経路に沿って予定領域まで伝達することができない。
従って、従来技術に存在する欠陥を補う表面処理銅箔及び銅箔基板を提供する必要がある。
以上に鑑み、本発明は改良された表面処理銅箔及び銅箔基板を提供し、従来技術に存在する欠陥問題を解決した。
本発明の一実施例によれば、表面処理銅箔を提供し、表面処理銅箔が処理面を含み、処理面の空隙容積（ｖｏｉｄ ｖｏｌｕｍｅ、Ｖｖ）が０．１から１．０μｍ３／μｍ２であり（μｍ３／μｍ２は単位面積が１μｍ２の表面が有する容積を意味する）、かつ、処理面の最大高さ（ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ、Ｓｚ）が１．０から７．０μｍである。
好ましくは、本発明の別の実施例によれば、表面処理銅箔を提供し、表面処理銅箔が電解銅箔、及び電解銅箔の表面に設置された表面処理層を含む。ここで、表面処理層の外側が表面処理銅箔の処理面であり、かつ表面処理層が粗化層を含む。処理面の空隙容積（Ｖｖ）が０．１から１．０μｍ３／μｍ２であり、かつ処理面の最大高さ（Ｓｚ）が１．０から７．０μｍである。
本発明のさらに別の実施例によれば、銅箔基板を提供する。銅箔基板は搭載板及び表面処理銅箔を含み、表面処理銅箔が本体銅箔及び本体銅箔と搭載板との間に設置された表面処理層を含み、表面処理層が搭載板に面した処理面を含む。処理面の空隙容積（Ｖｖ）が０．１から１．０μｍ３／μｍ２であり、かつ処理面の最大高さ（Ｓｚ）が１．０から７．０μｍである。
前記実施例によれば、表面処理銅箔の処理面の空隙容積（Ｖｖ）を０．１から１．０μｍ３／μｍ２に製御し、かつ処理面の最大高さ（Ｓｚ）を１．０から７．０μｍに製御することで、後に表面処理銅箔を搭載板に圧接させる時に、処理面と搭載板の間の付着性がより良くなり、かつ比較的に低い信号伝達ロスレベルを維持できる。表面処理銅箔の処理面と搭載板との間の付着性を高めることにより、後のエッチングステップで形成される導電回路が搭載板の表面から剥がれにくくなり、銅箔基板の歩留まり及び耐用性を高めることができる。
本発明の一実施例に基づく表面処理銅箔を示す断面概略図。 本発明の一実施例に基づく表面処理銅箔の表面高さと負荷率の間の関係図。 本発明の一実施例に基づくストリップライン（ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ）を示す概略図。
以下において、当業者が本発明を実現できるよう、表面処理銅箔、銅箔基板及びプリント回路板の具体的な実施形態を説明する。これらの具体的な実施形態では対応する図面を参照することができ、これらの図面が実施形態の一部である。本発明の実施例は以下に公開する通りであるが、本発明を限定するではなく、本発明の精神と範疇から外れない限り、業者がこれらに対し若干の変更と修正を加えてもよい。なお、各実施例及び実験例で用いる方法は、特に説明がない限り、常用方法である。
本発明で言及される空間関連の説明用語について、「・・・の上」及び「・・・の上方」等の用語が本発明における意味を最も広い解釈にすべきであり、「・・・の上」及び「・・・の上方」等の用語がある物体の上に直接位置する状況のみならず、両者の間に中間特徴または中間層が設けられた場合にある物体の上に位置する状況も含む。また、「・・・の上」または「・・・の上方」はある物体の上または上方に位置する状況だけではなく、両者の間に中間特徴または中間層が設けられていない場合にある物体の上または上方に位置する状況も含む（即ち、ある物体の上に直接位置する）。
また、以下に異なるく指定がない限り、本発明及び請求の範囲に記載の数値パラメータはいずれも概略値であり、必要に応じて変更可能であり、または、少なくとも公開された有意義な桁数数字に基づき、かつ常用の桁上げ方式で各数値パラメータを解読すべきである。本発明において、範囲は一端点から別の端点までを意味し、または二つの端点の間を意味する。特に説明がない限り、本発明におけるすべての範囲が端点を含むものである。
なお、本発明の精神から外れない限り、以下に記載の異なる実施形態における技術特徴を互いに置換、再組合せ、混合してその他の実施例を構成することができる。
図１は本発明の一実施例に基づく表面処理銅箔を示す断面概略図である。図１が示すように、表面処理銅箔１００は少なくとも処理面１００Ａを含む。本発明の一実施例に基づく表面処理銅箔１００はさらに本体銅箔１１０及び表面処理層１１２を含む。
本体銅箔１１０は圧延銅箔または電解銅箔であってもよく、その厚さが通常６μｍ以上であり、例えば、７μｍ～２５０μｍの間、または９μｍ～２１０μｍの間にある。本体銅箔１１０が電解銅箔である場合、この電解銅箔を電着（または電解、電気溶着、電気めっき）工程で形成することができる。本体銅箔１１０は対向して設置された二つの面である第一面１１０Ａと第二面１１０Ｂを有する。本発明の一実施例によれば、本体銅箔１１０が圧延銅箔である場合、第一面１１０Ａと第二面１１０Ｂの少なくとも一つの算術平均高さ（Ｒａ）が０．１μｍ～０．４μｍであるが、これに限定されない。本発明の一実施例によれば、本体銅箔１１０が電解銅箔である場合、電解銅箔の堆積面（ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ ｓｉｄｅ）が本体銅箔１１０の第一面１１０Ａに対応し、電解銅箔のドラム面（ｄｒｕｍ ｓｉｄｅ）が本体銅箔１１０の第二面１１０Ｂに対応してもよいが、これに限定されない。
本発明の一実施例によれば、本体銅箔１１０の第一面１１０Ａと第二面１１０Ｂの上にそれぞれその他の層が設置されてもよく、例えば、第一面１１０Ａに表面処理層１１２が設置され、及び／または第二面１１０Ｂに別の表面処理層１１２を設置してもよい。表面処理層１１２が設置されてある表面処理銅箔１００について言えば、表面処理層１１２の外側面を表面処理銅箔１００の処理面１００Ａと見なしてもよい。本発明のその他の実施例によれば、本体銅箔１１０の第一面１１０Ａと第二面１１０Ｂにさらにその他の単層または多層構造を設置してもよく、または第一面１１０Ａと第二面１１０Ｂの表面処理層１１２の代わりにその他の単層または多層構造を用いてもよく、または第一面１１０Ａと第二面１１０Ｂに如何なる層も設置しなくてもよいが、これに限定されない。従って、これらの実施例において、表面処理銅箔１００の処理面１００Ａが表面処理層１１２の外側面に対応せず、その他の単層または多層構造の外側面に対応する可能性があり、または本体銅箔１１０の第一面１１０Ａと第二面１１０Ｂに対応する可能性があるが、これに限定されない。
前記表面処理層１１２が単層であっても、または複数のサブ層を含む積層であってもよい。表面処理層１１２が積層である場合、各サブ層を粗化層１１４、不動態化層（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）１１６、防錆層１１８及びカップリング層１２０によって構成されるグループから選択してもよい。表面処理層１１２の外側面を表面処理銅箔１００の処理面１００Ａと見なすことができ、後の表面処理銅箔１００を搭載板に圧接させる工程を経て、この処理面１００Ａが搭載板に接触する。本発明の一実施例によれば、本体銅箔１１０が圧延銅箔であり、かつ表面処理層１１２が少なくとも粗化層１１４を含む。なお、表面処理層１１２が複数の場合、表面処理層１１２のサブ層構造が互いに同じでも、または異なってもよい。本発明の一実施例によれば、本体銅箔１１０が電解銅箔であり、表面処理層１１２が電解銅箔の堆積面に設置され、かつ粗化層１１４を含む。本発明の一実施例によれば、本体銅箔１１０が電解銅箔であり、表面処理層１１２が電解銅箔のドラム面に設置され、かつ粗化層１１４を含む。
前記粗化層は粗化粒子（ｎｏｄｕｌｅ）を含む。粗化粒子は本体銅箔の表面粗さを高めるものであり、銅粗化粒子または銅合金粗化粒子であってもよい。ここで、粗化粒子が本体銅箔から剥離することを防止するために、粗化層１１４の上にさらに被覆層を設置し、粗化粒子を被覆してもよい。
不動態化層が同じまたは異なる組成であってもよく、例えば金属層または金属合金層である。ここで、前記金属層はニッケル、亜鉛、クロム、コバルト、モリブデン、鉄、錫及びバナジウムから選択されてもよいが、これに限定されず、例えば、ニッケル層、ニッケル亜鉛合金層、亜鉛層、亜鉛錫合金層またはクロム層である。また、金属層及び金属合金層が単層または多層構造であってもよく、例えば、積層された亜鉛含有及びニッケル含有の単層である。多層構造である場合、必要に応じて各層間の積層順を調整することができ、制限がなく、例えば亜鉛含有層がニッケル含有層の上に積層され、またはニッケル含有層が亜鉛含有層の上に積層される。
防錆層は金属に加えられる被覆層であり、金属が腐食等によって劣化することを防ぐためのものである。防錆層は金属または有機化合物を含む。防錆層が金属を含む場合、前記金属がクロムまたはクロム合金であってもよいが、クロム合金がさらにニッケル、亜鉛、コバルト、モリブデン、バナジウム及びその組み合わせから選択された一つを含んでもよい。防錆層が有機化合物を含んでいる場合、前記有機化合物がトリアゾール、チアゾール、イミダゾール及びその誘導体からなるグループ中から選択される少なくとも一つであってもよい。
カップリング層はシランで製作することができ、３－アミノプロピルトリエトキシシラン（３－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＡＰＴＥＳ）、Ｎ－（２－アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン（Ｎ－（２－ａｍｉｎｏｅｔｈｙｌ）－３－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、３―（グリシジルオキシプロピル）トリエトキシシラン（（３－ｇｌｙｃｉｄｙｌｏｘｙｐｒｏｐｙｌ）ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、（８－グリシジルオキシオクチル）トリメトキシシラン（（８－ｇｌｙｃｉｄｙｌｏｘｙｏｃｔｙｌ）ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、メタクリロイルプロピルトリエトキシシラン（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｙｌ ｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、メタクリロイルオクチルトリメトキシシラン（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｙｌ ｏｃｔｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、メタクリロイルプロピルトリメトキシシラン（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｙｌ ｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、（３－メルカプトプロピル）トリメトキシシラン（（３－ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｙｌ）ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、（３－グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシラン（（３－ｇｌｙｃｉｄｙｌｏｘｙｐｒｏｐｙｌ）ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）から選択することができるが、これらに限定されない。カップリング層は表面処理銅箔とその他の材料（例えば、搭載板）の間の付着性を促進するものである。
本発明の実施例によれば、表面処理層中の不動態化層とカップリング層の合計厚さが粗化層的厚さより遥かに小さいため、表面処理銅箔の処理面の表面粗さ、例えば、空隙容積（ｖｏｉｄ ｖｏｌｕｍｅ、Ｖｖ、単位がμｍ３／μｍ２、単位面積が１μｍ２の表面が有する空隙容積を意味する）、コア部空隙容積（ｃｏｒｅ ｖｏｉｄ ｖｏｌｕｍｅ、Ｖｖｃ、単位がμｍ３／μｍ２、単位面積が１μｍ２の表面が有するコア部空隙容積を意味する）、谷部空隙容積（ｄａｌｅ ｖｏｉｄ ｖｏｌｕｍｅ、Ｖｖｖ、単位がμｍ３／μｍ２、単位面積が１μｍ２の表面が有する谷部空隙容積を意味する）、及び最大高さ（ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ、Ｓｚ）等が主に粗化層の影響を受ける。
前記空隙容積（Ｖｖ）、コア部空隙容積（Ｖｖｃ）、及び谷部空隙容積（Ｖｖｖ）はＩＳＯ２５１７８－２（２０１２）に基づく定義であり、これらの測定は図２が例示する通りである。図２は本発明の一実施例の表面処理銅箔の表面高さと負荷率（ｍａｔｅｒｉａｌ ｒａｔｉｏ、ｍｒ）との間の関係図である。ここで、空隙容積（Ｖｖ）２０２の算出は、曲線の上方及び水平分断線の下方に囲まれた空隙の容積を積分したものであり、この水平分断線はこの曲線が負荷率Ｐ１時に対応する高さである。即ち、空隙容積（Ｖｖ）２０２は、負荷率（ｍｒ）がＰ１（１０％）の高さ水平線の下方、負荷率（ｍｒ）が１００％までの区間内の曲線の上方に囲まれた範囲である。また、空隙容積（Ｖｖ）２０２は、谷部空隙容積（Ｖｖｖ）２０２Ａとコア部空隙容積（Ｖｖｃ）２０２Ｂを加算して得られる。具体的に言うと、谷部空隙容積（Ｖｖｖ）２０２Ａの算出は、曲線の上方及びもう一つの水平分断線の下方に囲まれた空隙の容積を積分したものであり、このもう一つの水平分断線の位置はこの曲線が負荷率（ｍｒ）Ｐ２時に対応する高さである。コア部空隙容積（Ｖｖｃ）２０２Ｂの算出は、曲線及び二つの平分断線に囲まれた空隙の容積を積分したものであり、この二つの水平分断線の位置はこの曲線がそれぞれ負荷率（ｍｒ）Ｐ１とＰ２時に対応する高さである。なお、特に説明がない限り、本発明で言う空隙容積（Ｖｖ）が負荷率（ｍｒ）Ｐ１が１０％時に算出した値とは、谷部空隙容積（Ｖｖｖ）が負荷率（ｍｒ）Ｐ２が８０％時に算出した値であり、コア部空隙容積（Ｖｖｃ）が負荷率（ｍｒ）Ｐ１とＰ２がそれぞれ１０％と８０％時に算出した値である。
本発明において、処理面１００Ａの空隙容積（Ｖｖ）が０．１～１．０μｍ３／μｍ２であり、好ましくは０．１～０．７μｍ３／μｍ２である。空隙容積（Ｖｖ）は谷部空隙容積（Ｖｖｖ）とコア部空隙容積（Ｖｖｃ）を加算して得られるものであり、本発明において、コア部空隙容積（Ｖｖｃ）は好ましくは０．０８～０．８４μｍ３／μｍ２であり、かつ、谷部空隙容積（Ｖｖｖ）は好ましくは０．０１～０．０７μｍ３／μｍ２である。
最大高さ（Ｓｚ）は、定義された範囲における最大波の山の高さと最大波の谷の深さの和である。本発明において、処理面１００Ａの最大高さ（Ｓｚ）が１．０～７．０μｍであり、好ましくは１．２から７．０μｍである。本発明の実施例によれば、処理面１００Ａの空隙容積（Ｖｖ）が０．１～１．０μｍ３／μｍ２であり、かつ処理面１００Ａの最大高さ（Ｓｚ）が１．０～７．０μｍの範囲である場合、対応する銅箔基板とプリント回路板にとって、表面処理銅箔１００及びそれに接触する搭載板が同時に高い剥離強度（例えば、０．４０Ｎ／ｍｍ以上）と低い信号伝達ロス（信号伝達ロスの絶対値が２５ｄＢ／ｍ以下）のニーズを満たすことができる。
前記表面粗さの他、酸素含有量及び水素含有量の合計、またはニッケル付着量を製御することで、信号伝達ロスをさらに改善することができる。本発明において、表面処理銅箔１００の酸素含有量及び水素含有量の合計が３００ｐｐｍ以下であり、好ましくは４０から３００ｐｐｍである。本発明において、処理面１００Ａのニッケル付着量が４０から２００μｇ／ｄｍ２であり、好ましくは４０から１２０μｇ／ｄｍ２である。表面処理銅箔のニッケル付着量を４０～２００μｇ／ｄｍ２に製御した場合、表面処理銅箔が良好な信号伝達ロスを有するのみならず、耐熱性をさらに改善することもできる。
従って、本発明の各実施例によれば、表面処理銅箔の処理面の表面粗さパラメータ、例えば空隙容積（Ｖｖ）及び最大高さ（Ｓｚ）を製御することで、対応する銅箔基板とプリント回路板にとって、表面処理銅箔と搭載板との間の付着性を高めるほか、高周波電気信号が導電パターンにおいて伝達される時に発生する信号伝達ロスを同時に低下させることができる。また、表面処理銅箔の水素含有量と酸素含有量の合計及び処理面のニッケル付着量をさらに製御することにより、信号伝達ロス及び耐熱性をさらに改善することができる。
前記表面処理銅箔をさらに加工して銅箔基板またはプリント回路板を製作することができる。銅箔基板は少なくとも搭載板と本体銅箔を含む。この表面処理銅箔がこの搭載板の少なくとも一つの表面に設置され、かつ処理面を含む。また、表面処理銅箔の処理面は搭載板に面し、かつ直接接触する。
なお、前記搭載板にベーク板、高分子板またはガラス繊維板を用いることができるが、これに限定されない。前記高分子板の高分子成分は例えば、エポキシ樹脂（ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ）、フェノール樹脂（ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｒｅｓｉｎｓ）、ポリエステル樹脂（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｒｅｓｉｎｓ）、ポリイミド樹脂（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ ｒｅｓｉｎｓ）、アクリル（ａｃｒｙｌｉｃｓ）、ホルムアルデヒド樹脂（ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ ｒｅｓｉｎｓ）、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ ｔｒｉａｚｉｎｅ ｒｅｓｉｎｓ、またはＢＴ樹脂と呼ぶ）、シアン酸エステル樹脂（ｃｙａｎａｔｅ ｅｓｔｅｒ ｒｅｓｉｎ）、フルオロポリマ（ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）、ポリエーテルサルホン（ｐｏｌｙ ｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）、セルロース熱可塑性プラスチック（ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃ ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｓ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリスルフィド（ｐｏｌｙｓｕｌｆｉｄｅ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）、ポリイミド樹脂（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、液晶高分子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）、ポリフェニレンオキサイド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ、ＰＰＯ）である。前記ガラス繊維板は、ガラス繊維不織物材料を前記高分子（例えば：エポキシ樹脂）に浸した後に形成されたプリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）であってもよい。
以下において、表面処理銅箔及び銅箔基板の製作方法についてさらに例示的に説明する。製作方法中の各ステップをそれぞれ以下に説明する。
（１）ステップＡ
ステップＡを実施し、本体銅箔を提供する。本体銅箔が電解銅箔である場合、製箔機を用いて、電気溶着（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の方式で電解銅箔、または生箔（ｂａｒｅ ｃｏｐｐｅｒ ｆｏｉｌ）と呼ばれるものを形成することができる。具体的に言うと、製箔機は少なくとも陰極としてのドラム、対を成す不溶性の金属陽極板、及び電解液吸入管（ｉｎｌｅｔ ｍａｎｉｆｏｌｄ）を含むことができる。ここで、ドラムが回転可能な金属ドラムであり、その表面が鏡面研磨表面である。金属陽極板はそれぞれドラムの下半分に固設され、ドラムの下半部を囲んでもよい。吸入管はドラムの真下に固設され、かつ二つの金属陽極の間に位置してもよい。
電気溶着の過程において、電解液吸入管がドラムと金属陽極板の間に電解液を提供し続ける。ドラムと金属陽極板との間に電流または電圧を印加することにより、銅をドラム上に電気溶着させて、電解銅箔を形成する。また、ドラムを継続して回転させ、かつ電解銅箔をドラムの的ある一側から剥離させることで、連続した電解銅箔を製作することができる。なお、電解銅箔においてドラムに面した表面をドラム面と呼び、電解銅箔においてドラムから離れている表面を堆積面と呼んでもよい。
電気溶着の過程に水素ガスと酸素ガスが発生する。発生した水素ガスと酸素ガスについて、ドラムの種類または表面形状、めっき液の組成、ドラムと金属陽極板の間の距離を調整すること、及び電解液吸入管の外囲と金属陽極板の間の距離を制御することで制御することができる。
電気溶着の過程において、ドラムの表面が少し酸化されて非平坦な表面が生成されるため、電解銅箔のドラム面の平坦度がさらに低下することになる。従って、ドラムに隣接する位置にさらに研磨ドラム（ｐｏｌｉｓｈ ｂｕｆｆ）を設置し、ドラムと研磨ドラムとの間に接触面を有するようにしてもよい。ドラムと研磨ドラムを逆方向に回転させることで、ドラム表面の酸化層が研磨ドラムによって除去され、ドラムの表面の平坦度を維持できる。
電解銅箔について、その製造パラメータの範囲が以下に例示する通りである。
＜１．１生箔の電解液組成及び電解条件＞
硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）：２８０ｇ／Ｌ
硫酸：２０～８０ｇ／Ｌ
塩素イオン：５～３５ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）
キトサン（Ｃｈｉｔｏｓａｎ、ＭＷ＝５０００、Ａｌｄｒｉｃｈ）：３．２３ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）
ＴＢＰＳ（３，３’－Ｔｈｉｏｂｉｓ（１－Ｐｒｏｐａｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ Ａｃｉｄ、Ｓｏｄｉｕｍ Ｓａｌｔ）、Ａｌｄｒｉｃｈ）：１．８３ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）
液温：４３℃
電流密度：４８Ａ／ｄｍ２
生箔厚さ：１８μｍ
＜１．２ドラム＞
材質：チタン
ドラム表面の結晶粒度（ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ｎｕｍｂｅｒ、ＪＩＳ Ｇ ０５５２に基づく）：７～９
回転速度：３ｍ／ｍｉｎ
（２）ステップＢ
ステップＢでは前記本体銅箔に対し表面クリーニング工程を実施して、銅箔の表面に汚染物（例えば、油汚れ、酸化物）がないことを確実に保ち、その製造パラメータの範囲が以下に例示する通りである。
＜２．１洗浄液の組成及びクリーニング条件＞
硫酸銅：１３０ｇ／Ｌ
硫酸：５０ｇ／Ｌ
液温：２７℃
浸漬時間：３０秒
（３）ステップＣ
ステップＣでは前記本体銅箔の表面に粗化層を形成する。電気溶着によって、粗化層を銅箔ある一面、例えばドラム面または堆積面に形成する。ここで、粗化層が粗化粒子（ｎｏｄｕｌｅ）を含んでもよい。製造パラメータ範囲が以下に例示する通りである。
＜３．１粗化粒子を製作するパラメータ＞
硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）：７０ｇ／Ｌ
硫酸：１００ｇ／Ｌ
液温：２５℃
電流密度：２４～４８Ａ／ｄｍ２
時間：１０秒
（４）ステップＤ
ステップＤでは前記粗化層の上に被覆層を形成し、その製造パラメータの範囲が以下に例示する通りである。
＜４．１被覆層を製作するパラメータ＞
硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）：３２０ｇ／Ｌ
硫酸：１００ｇ／Ｌ
液温：４０℃
電流密度：６～１２Ａ／ｄｍ２
時間：１０秒
（５）ステップＥ
本ステップＥでは前記銅箔の少なくとも一つの表面に不動態化層を形成する。電気溶着工程によって不動態化層を形成することができ、不動態化層は例えばニッケル、亜鉛によって構成される二層積層構造であり、その製造パラメータの範囲が以下に例示する通りである。
＜５．１ニッケル含有層の電解液組成及び電解条件＞
硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ４）：１８８ｇ／Ｌ
ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）：３２ｇ／Ｌ
亜リン酸（Ｈ３ＰＯ２）：５ｇ／Ｌ
液温：２０°Ｃ
溶液ｐＨ：３．２～３．８
電流密度：０．４～０．８Ａ／ｄｍ２
時間：３秒
＜５．２亜鉛含有層の電解液組成及び電解条件＞
硫酸亜鉛（ＺｎＳＯ４）：１１ｇ／Ｌ
液温：１５°Ｃ
溶液ｐＨ：１３．０
電流密度：０．６Ａ／ｄｍ２
時間：３秒
（６）ステップＦ
ステップＦでは前記銅箔の上に防錆層を形成し、例えばクロム含有層であり、その製造パラメータの範囲が以下に例示する通りである。
＜６．１クロム含有層の電解液組成及び電解条件＞
クロム酸（Ｈ２ＣｒＯ４）：５ｇ／Ｌ
液温：１７°Ｃ
溶液ｐＨ：１２．５
電流密度：１．０Ａ／ｄｍ２
時間：３秒
（７）ステップＧ
ステップＧでは前記銅箔の粗化層を設置した一側にカップリング層を形成する。例を挙げて言うと、前記電解工程が完了した後、水で銅箔を洗浄するが、銅箔表面を乾燥させない。その後、シランカップリング剤を含む水溶液を銅箔の粗化層を設けた一側の防錆層上に吹き付けて、シランカップリング剤を不動態化層の表面に吸着させる。その後、銅箔をオーブンの中に置いて乾燥させてもよい。製造パラメータの範囲が以下に例示する通りである。
＜７．１シランカップリング剤のパラメータ＞
シランカップリング剤：３－アミノプロピルトリエトキシシラン（３－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）
水溶液のシランカップリング剤濃度：０．２５ｗｔ．％
吹き付け時間：１０秒
＜７．２乾燥条件＞
温度：１２０°Ｃ
時間：３０～６０秒
（８）ステップＨ
ステップＨでは前記ステップを経て形成された表面処理銅箔を搭載板に圧接させて、銅箔基板を形成する。本発明の一実施例によれば、図１が示す表面処理銅箔１００を搭載板に加熱圧接させて、銅箔基板を形成することができる。
当業者が本発明を実現できるよう、以下は本発明の各具体的な実施例をより詳しく説明することで、本発明の表面処理銅箔及び銅箔基板を具体的に示す。なお、以下の実施例は例示であり、これを以って本発明を限定的に解釈すべきではない。即ち、本発明の範囲から離れない限り、各実施例に用いられる材料、材料の用量及び比率及び処理の流れ等を適宜変更することができる。
実施例１
実施例１は表面処理銅箔に関し、その製造過程が前記製作方法中のステップＡからステップＧに対応する。実施例１が前記製作方法と異なる製造パラメータは表１に記載した通りである。なお、実施例１の本体銅箔は電解銅箔である。
実施例２－２３
実施例２－２３の製造過程は実施例１の製造過程を略同じであり、互いに異なる製造パラメータは表１に記載した通りである。なお、実施例２－２３の本体銅箔は電解銅箔である。
Figure 0007065250000001
Figure 0007065250000002
 以下、前記各実施例１－２３の各検査結果、例えば、＜空隙容積（Ｖｖ）＞、＜コア部空隙容積（Ｖｖｃ）＞、＜谷部空隙容積（Ｖｖｖ）＞、＜最大高さ（Ｓｚ）＞、＜酸素含有量と水素含有量の合計＞、＜処理面のニッケル付着量＞、＜剥離強度＞、＜耐熱性＞及び＜信号伝達ロス＞についてさらに説明する。
＜空隙容積（Ｖｖ）＞、＜コア部空隙容積（Ｖｖｃ）＞、＜谷部空隙容積（Ｖｖｖ）＞
規格ＩＳＯ ２５１７８－２：２０１２に基づき、レーザー顕微鏡（ＬＥＸＴ ＯＬＳ５０００－ＳＡＦ、Ｏｌｙｍｐｕｓ）の表面模様分析により、表面処理銅箔の処理面のコア部空隙容積（Ｖｖｃ）、谷部空隙容積（Ｖｖｖ）及び空隙容積（Ｖｖ）を測定した。ここで、コア部空隙容積（Ｖｖｃ）は負荷率（ｍｒ）のＰ１値及びＰ２値をそれぞれ１０％及び８０％に設定して得られたものであり、谷部空隙容積（Ｖｖｖ）は負荷率（ｍｒ）Ｐ２値を８０％に設定して得られたものであり、空隙容積（Ｖｖ）は前記コア部空隙容積（Ｖｖｃ）及び谷部空隙容積（Ｖｖｖ）の和である。検査結果は表２に記載されている。具体的な測定条件は以下の通りである。
光源波長：４０５ｎｍ
対物レンズ倍率：１００倍対物レンズ（ＭＰＬＡＰＯＮ－１００ｘ ＬＥＸＴ、Ｏｌｙｍｐｕｓ）
光学ズーム：１．０倍
観察面積：１２９μｍ×１２９μｍ
解像度：１０２４画素×１０２４画素
条件：レーザー顕微鏡の自動傾き補正機能（Ａｕｔｏ ｔｉｌｔ ｒｅｍｏｖａｌ）を起動する
フィルター：フィルター無し（ｕｎｆｉｌｔｅｒｅｄ）
空気温度：２４±３℃
相対湿度：６３±３％
＜最大高さ（Ｓｚ）＞
規格ＩＳＯ ２５１７８－２：２０１２に基づき、レーザー顕微鏡（ＬＥＸＴ ＯＬＳ５０００－ＳＡＦ、Ｏｌｙｍｐｕｓ）の表面模様分析により、表面処理銅箔の処理面の最大高さ（Ｓｚ）を測定した。検査結果は表２に記載されている。具体的な測定条件は以下の通りである。
光源波長：４０５ｎｍ
対物レンズ倍率：１００倍対物レンズ（ＭＰＬＡＰＯＮ－１００ｘ ＬＥＸＴ、Ｏｌｙｍｐｕｓ）
光学ズーム：１．０倍
観察面積：１２９μｍ×１２９μｍ
解像度：１０２４画素×１０２４画素
条件：レーザー顕微鏡の自動傾き補正機能（Ａｕｔｏ ｔｉｌｔ ｒｅｍｏｖａｌ）を起動する
フィルター：フィルター無し（ｕｎｆｉｌｔｅｒｅｄ）
空気温度：２４±３℃
相対湿度：６３±３％
＜酸素含有量と水素含有量の合計＞
酸素／水素／窒素分析装置（ＥＭＧＡ－９３０、Ｈｏｒｉｂａ Ｌｔｄ．）を利用し、非分散型赤外線（ｎｏｎ－ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ、ＮＤＩＲ）測定装置を合わせて、表面処理銅箔の酸素含有量と水素含有量の合計を測定する。
＜処理面のニッケル付着量＞
検査待ちサンプルはサイズが１００×１００ｍｍ（面積＝１ｄｍ２）の表面処理銅箔であり、表面処理銅箔の表面処理層を設置されていない一側が保護層に被覆され、保護層の組成がナイロン（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）である。続いて、サンプルを培養皿の中に置き、かつ、１８％ＨＣｌ溶液２０ｍｌを用いて常温（２５℃）でサンプル１０分間浸す。表面処理銅箔の表面処理層中のニッケルが完全に溶解した後、溶液を５０ｍｌの定量瓶に入れる。続いて、水で培養皿を洗い流して、洗い水を定量瓶に回収し、定量瓶中の溶液を予定体積になるまで行う。ニッケル含量を誘導結合プラズマ発光分光分析装置（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ａｔｏｍｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ （ＩＣＰ－ＡＥＳ）、型番ｉＣＡＰ７０００型、Ｔｈｅｒｍｏ社から購入）で測定する。ここで、キャリアガスはアルゴンガスであり、噴霧器を通った気体の流速が０．５Ｌ／ｍｉｎである。検査結果は表２に記載されている
＜剥離強度＞
表面処理銅箔の処理面をＭ６樹脂（Ｍｅｇｔｒｏｎ６、Ｐａｎａｓｏｎｉｃ ｃｏ．）に向け、両者を圧接させて積層板を形成する。圧接条件は以下の通りである。温度が少なくとも１９０°Ｃ、圧力３０ｋｇ／ｃｍ２、及び圧接時間が１２０分間である。
最後に、規格ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．８に基づき、万能試験機を用いて、表面処理銅箔を９０°の角度で積層板から剥離させる。検査結果は表２に記載されている。
＜耐熱性＞
検査待ちサンプルはサイズが２００×２００ｍｍの表面処理銅箔であり、サンプルをオーブンの中に設置し、かつオーブンの温度を２２５℃に設定する。１５分が経過した後、オーブンからサンプルを取り出し、かつ、表面処理層を設置した一側の表面処理銅箔の変色程度を確認する。表面処理銅箔の変色程度によって、表面処理銅箔の金属酸化程度を決めることができる。検査結果は表２に記載されている。ここで、符号〇は表面処理銅箔に変色ないことを意味し、符号×は表面処理銅箔に変色あることを意味する。
＜信号伝達ロス＞
前記任意一つの実施例の表面処理銅箔を用いてストリップライン（ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ）を製作し、かつその対応する信号伝達ロスを測定する。なお、ストリップラインの構造は図３が例示する通りである。ストリップライン３００は、１５２．４μｍの樹脂（ＳｙＴｅｃｈ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＳ７４３９Ｇ）の上にまず前記任意一つの実施例の表面処理銅箔を貼り合わせ、その後表面処理銅箔で導線３０２を製作し、さらに別の二枚の樹脂（Ｓ７４３９Ｇ、ＳｙＴｅｃｈ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＳ７４３９Ｇ）を用いて両側の表面をそれぞれ被覆し、導線３０２を樹脂搭載板（Ｓ７４３９Ｇ、ＳｙＴｅｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ．）３０４の中に設置する。ストリップライン３００はさらに二つの接地電極３０６－１と接地電極３０６－２を含み、それぞれ樹脂搭載板３０４の対向する両側に設置される。接地電極３０６－１と接地電極３０６－２の間は導電貫通孔を通して電気的に接続することが可能であり、接地電極３０６－１と接地電極３０６－２を同電位にすることができる。
ストリップライン３００中の各部品の規格は以下の通りである。導線３０２の長さが１００ｍｍ、幅ｗが１２０μｍ、厚さｔが１８μｍであり、樹脂搭載板３０４のＤｋが３．７４、Ｄｆが０．００６（ＩＰＣ－ＴＭ６５０Ｎｏ．２．５．５．５に基づき、１０ Ｈｚ信号で測定）であり、特性インピーダンスが５０Ωである。
規格ＣｉｓｃｏＳ３の方法に基づき、信号分析装置（ＰＮＡ Ｎ５２３０Ｃ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎａｌｙｚｅｒ、Ａｇｉｌｅｎｔ）を用いて、接地電極３０６－１、３０６－２が何れも接地電位である場合、電気信号を導線３０２のある一端から入力し、かつ導線３０２の異なる一端の出力値を測定することで、ストリップライン３００で発生した信号伝達ロスを判断する。具体的な測定条件は以下の通りである。電気信号周波数が２００ＭＨｚから１５ＧＨｚであり、走査数が６４０１点であり、校正方式がＴＲＬである。
最後に、電気信号周波数が８ＧＨｚの場合、対応するストリップラインの信号伝達ロスの程度を判断し、検査結果が表２に示す通りである。ここで、信号伝達ロスの絶対値が小さいほど、信号が伝達される時に損失する程度が低いことを意味する。具体的に言うと、信号伝達ロスの絶対値が２５ｄＢ／ｍより大きい場合、信号伝達が悪いことを意味し、信号伝達ロスの絶対値が２５ｄＢ／ｍ以下の場合、信号伝達が良好であることを意味する。当信号伝達ロスの絶対値が２３ｄＢ／ｍより小さい場合、信号伝達が最も良いことを意味する。
Figure 0007065250000003
Figure 0007065250000004
 前記実施例１－１１によれば、処理面１００Ａの空隙容積（Ｖｖ）が０．１～１．０μｍ３／μｍ２であり、かつ処理面１００Ａの最大高さ（Ｓｚ）が１．０～７．０μｍの範にある場合、対応する銅箔基板とプリント回路板について言うと、表面処理銅箔と接触する搭載板が高い剥離強度（例えば、０．４０Ｎ／ｍｍ以上）と低い信号伝達ロス（信号伝達ロスの絶対値が２５ｄＢ／ｍ以下）のニーズを同時に満たすことができる。
前記実施例１－１１によれば、処理面の空隙容積（Ｖｖ）がさらに０．１～０．７μｍ３／μｍ２であり、かつ処理面の最大高さ（Ｓｚ）が１．０～７．０μｍの範囲にある場合、同じように高い剥離強度と低い信号伝達ロスのニーズを満たすことができる。
前記実施例１－１１によれば、処理面の空隙容積（Ｖｖ）が０．１～１．０μｍ３／μｍ２であり、最大高さ（Ｓｚ）が１．０～７．０μｍの範囲にあり、かつ処理面のコア部空隙容積（Ｖｖｃ）がさらに０．０８～０．８４μｍ３／μｍ２であり、または谷部空隙容積（Ｖｖｖ）がさらに０．０１～０．０７μｍ３／μｍ２である場合、同じように高い剥離強度と低い信号伝達ロスのニーズを満たすことができる。
前記実施例１－１０によれば、処理面の空隙容積（Ｖｖ）が０．１～１．０μｍ３／μｍ２であり、最大高さ（Ｓｚ）が１．０～７．０μｍの範囲にあり、かつ表面処理銅箔の酸素含有量及び水素含有量の合計が３００ｐｐｍ以下である場合、信号伝達ロス（信号伝達ロスの絶対値が２３ｄＢ／ｍより小さい）をさらに低減させることができる。
前記実施例１－１１によれば、処理面の空隙容積（Ｖｖ）が０．１～１．０μｍ３／μｍ２であり、最大高さ（Ｓｚ）が１．０～７．０μｍの範囲にあり、かつ表面処理銅箔のニッケル付着量が４０～２００μｇ／ｄｍ２である場合、表面処理銅箔が比較的に良い耐熱性を有する。ニッケル付着量が４０～１２０μｇ／ｄｍ２である場合、絶対値が２０．１ｄＢ／ｍより小さくなる程度、信号伝達ロスをさらに低減させることができる。
従って、本発明の各実施例によれば、表面処理銅箔の処理面の表面粗さパラメータ、表面処理銅箔の水素含有量と酸素含有量の合計、または処理面のニッケル付着量を制御することにより、対応する銅箔基板とプリント回路板において、表面処理銅箔と搭載板との間の付着性を高めると同時に、高周波電気信号が導電パターン中に伝達される時に発生する信号伝達ロスを低減させることができる。
以上は本発明の好ましい実施例のみであり、本発明の請求項に基づいて行った等価な変更と修正はすべて本発明の保護範囲に属する。
１００ 表面処理銅箔
１００Ａ 処理面
１１０ 本体銅箔
１１０Ａ 第一面
１１０Ｂ 第二面
１１２ 表面処理層
１１４ 粗化層
１１６ 不動態化層
１１８ 防錆層
１２０ カップリング層
２０２ 空隙容積
２０２Ａ 谷部空隙容積
２０２Ｂ コア部空隙容積
３００ ストリップライン
３０２ 導線
３０４ 樹脂搭載板
３０６－１ 接地電極
３０６－２ 接地電極
ｈ 厚さ
ｔ 厚さ
ｗ 幅

Claims (15)

  1. 表面処理電解銅箔であって、
    前記表面処理電解銅箔が処理面を含み、
    前記処理面の空隙容積が０．１から１．０μｍ３／μｍ２であり、かつ前記処理面の最大高さが１．０から７．０μｍであることを特徴とする、表面処理電解銅箔。
  2. 前記処理面の空隙容積が０．１から０．７μｍ３／μｍ２であることを特徴とする、請求項１に記載の表面処理電解銅箔。
  3. 前記処理面の最大高さが１．２から７．０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の表面処理電解銅箔。
  4. 前記処理面のコア部空隙容積が０．０８から０．８４μｍ３／μｍ２であることを特徴とする、請求項１に記載の表面処理電解銅箔。
  5. 前記処理面の谷部空隙容積が０．０１から０．０７μｍ３／μｍ２であることを特徴とする、請求項１に記載の表面処理電解銅箔。
  6. 前記処理面のニッケル付着量が４０から２００μｇ／ｄｍ２であることを特徴とする、請求項１に記載の表面処理電解銅箔。
  7. 前記処理面のニッケル付着量が４０から１２０μｇ／ｄｍ２であることを特徴とする、請求項６に記載の表面処理電解銅箔。
  8. 前記表面処理電解銅箔の酸素含有量及び水素含有量の合計が３００ｐｐｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の表面処理電解銅箔。
  9. 前記表面処理電解銅箔の酸素含有量及び水素含有量の合計が４０から３００ｐｐｍであることを特徴とする、請求項８に記載の表面処理電解銅箔。
  10. 前記表面処理電解銅箔は、さらに、
    本体銅箔と、
    前記本体銅箔の少なくとも一つの表面に設置された表面処理層とを含み、
    前記表面処理層の最も外側が前記処理面であることを特徴とする、請求項１から９の何れか一項に記載の表面処理電解銅箔。
  11. 前記表面処理層が粗化層を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の表面処理電解銅箔。
  12. 前記表面処理層がさらに、不動態化層及びカップリング層からなるグループから選択される層を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の表面処理電解銅箔。
  13. 前記不動態化層が少なくとも一種類の金属を含み、
    前記金属がニッケル、亜鉛、クロム、コバルト、モリブデン、鉄、錫及びバナジウムからなるグループから選択されることを特徴とする、請求項１２に記載の表面処理電解銅箔。
  14. 銅箔基板であって、
    搭載板と、
    前記搭載板の少なくとも一つの表面に設置された表面処理電解銅箔とを含み、
    前記表面処理電解銅箔が本体銅箔及び表面処理層を含み、前記表面処理層が前記本体銅箔と前記搭載板との間に設置され、
    前記表面処理層が前記搭載板に面した処理面を含み、
    前記処理面の空隙容積が０．１から１．０μｍ３／μｍ２であり、かつ、前記処理面の最大高さが１．０から７．０μｍであることを特徴とする、銅箔基板。
  15. 前記表面処理層の前記処理面が前記搭載板に直接接触することを特徴とする、請求項１４に記載の銅箔基板。
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